JP2000234687A - 管継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 結合及び分離に際し、加圧源を停止する必要
がなく、流体の加圧中にも着脱が容易にでき、流体の漏
洩なしに着脱を簡易迅速にできる管継手を提供する。 【解決手段】 雌本体１３からなる雌継手１２と、雄本
体２７からなる雄継手３０からなり、分離状態では雌継
手１２と雄継手３０にそれぞれ内設した各流体流路３
１、３２が閉鎖されており、結合及び分離途中のそれぞ
れの当接状態ではそれぞれの部材間に介設した２つのシ
ールリング２２、２４がシーリング状態になっており、
さらに両継手の結合時には各流体流路３１、３２が連通
していること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、雌継手と雄継手の
分離時には、各雌本体及び雄本体内の各弁体によりそれ
ぞれの流体流路を自動的に閉鎖して流体の漏洩を防ぎ、
加圧中に着脱が可能な主として高圧油圧回路等の用途に
適用する管継手に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の管継手としては、例えば図４に示
すごとく雌本体５１内に止め輪５２で固定したガイド５
３と、それに摺動可能なシールリング５４付のポペット
弁５５からなる雌継手４０と、雄本体６５内に止め輪６
４で固定したガイド６３と、それに摺動可能なシールリ
ング５９付のポペット弁５６からなる雄継手４１とをシ
ールリング５８を介してシーリング状態として結合し、
ボール６１と操作ばね６０付の操作環５７で固着するボ
ールロック式のものが使われており、一方その分離時に
は、それぞれのばね６７と６６のばね力で各ポペット弁
５５と５６を雌本体５１と雄本体６５の内周端部に圧着
して流体流路を閉鎖するようになっている。

【０００３】上記のごとき高圧流体用の簡易着脱式管継
手においては、その結合状態において流体の圧力によっ
てその結合部に大きな分離力がかかり、特に、一般に使
用されている上記のごときボールロック式のものでは、
ボール６１とそのボール受け部に局所的な大きい分離力
がかかり、ボール６１の受け部は、この分離力によっ
て、塑性変形を起こし、繰り返しの使用によって破損を
引き起こすという問題がある。また、このような管継手
を油圧配管に使用の場合、加圧源を停止させても配管内
部に圧力が残ることがあり、その状態で管継手を分離操
作することは困難になる。

【０００４】上記において分離操作が困難になる原因
は、前記ボールロック部分に圧力に比例した分離力がか
かっているため、操作環５７の操作が硬くなるためで、
無理に操作環５７を操作すると、ボールロック部分の寿
命を縮める原因となり、そこで圧力低下のための弁装置
を追加し、圧力を低下させてから分離操作を行なう必要
がある。

【０００５】次に、上記従来の管継手の結合操作時の問
題点としては、各雌継手４０と雄継手４１をそれぞれ分
離状態で加圧した場合や、前記のごとく配管内に流体圧
力がかかった状態で無理に分離した後の再結合時等の場
合に、管継手の内部に圧力が残り、管継手の結合が困難
になることである。

【０００６】この困難の原因としては、ポペット弁５５
と５６を閉じる方向の内圧による力が加わっているた
め、結合操作と同時に各ポペット弁５５、５６を開放す
る構造の管継手では、結合する際にポペット弁５５、５
６を後退させることができないためであり、そのため、
この状態で結合するために非常に労力を要したり、圧力
を抜くためにポペット弁５５、５６をハンマーでたたい
てポペット弁５５、５６を損傷させたりすることがあ
る。また、上記の内部圧力を低下させるには、流体の油
を抜く必要があり、多量の油を流出させて、作業環境を
悪化させる原因となっている。

【０００７】さらに、上記従来の管継手では、ポペット
弁５５、５６の作動のための各ばね６６、６７が流体に
さらされており、流体による大流量流動の時に、ばね６
６、６７が流体に押されて変形したり、ばね６６、６７
からの金属イオンの発生等の問題があった。さらに従来
の管継手では、加圧源を停止せずに管継手の雌本体４０
と雄本体４１との着脱を行うための策が講じられていな
かった。

【０００８】そのため、管継手を装着した機械の稼働中
に配管部品を一部交換する際に、加圧源を停止する必要
があり、管継手を含むシステム全体の生産性が低下する
という問題があった。

【０００９】以上のごとき問題点を解消するために、自
動閉止管接手に関する実公昭３６−４０７０号の考案が
なされており、この公知の考案においては、図５に示す
ごとく、２つの継手本体７１と７２との結合時におい
て、流体圧力による分離力が作用せず、各継手本体７
１、７２の結合状態をロックする接続用円筒７３や止杆
７４等からなるロック装置に負荷がかからないため、そ
のロック装置を簡略化できるとされている。

【００１０】一方、一般に油圧配管においては、加圧源
を停止させても配管内部に流体圧力が残ることが普通で
あり、若干の圧力が有る状態でも、管継手の結合や分離
操作が可能である必要がある。

【００１１】これに対し、上記実公昭３６−４０７０号
の考案においては、図５に示すごとく継手本体７１と７
２との結合及び分離装置過程において、横孔７５をシー
ルしない状態があり、固定弁７７の端面に矢印Ｓのごと
く内圧力が作用して分離力が発生する。

【００１２】そのため、結合過程では、継手本体７２に
対する継手本体７１の挿入操作ができず、無理に押し込
んだ時は、結合時のシールが完了する前にポペット弁７
６が開くため、矢印Ｒのごとき流体の漏れが発生する。
また、この管継手の分離過程では、急激に分離して、そ
の安全性に問題があり、ポペット弁７６がシールする前
に結合時のシールが無効になるため、流体の漏れが発生
するという問題点があるため、現在殆ど使用されていな
い。

【００１３】さらに、従来の管継手では、加圧源を停止
せずに管継手の着脱を行なうための対策が講じられてい
なかったため、機械の稼働中に配管部品の一部を交換す
る際に、加圧源を停止する必要があり、管継手を含むシ
ステム全体の生産性が低下していた。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、その結合及
び分離に際し、加圧源を停止する必要がなく、流体の加
圧中にも着脱が容易にでき、かつ流体の漏洩なしに着脱
を簡易迅速に行なうことができて、システムの生産性の
向上をはかりうる管継手を提供する。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、雌本体内に固
定弁を固定し、固定弁と雌本体内との間に摺動可能に設
けた筒状弁を有する雌継手と、雄本体内に摺動可能にポ
ペット弁を設けた雄継手とが分離状態では、雌継手及び
雄継手それぞれに内設した各流体流路がそれぞれに閉鎖
され、また雌継手と雄継手とが結合及び分離途中の当接
状態では、上記筒状弁外周と雄本体内周及び固定弁外周
とポペット弁内周にそれぞれ介設した２つのシールリン
グがシーリング状態になり、さらに雌継手と雄継手の押
圧結合時には固定弁とポペット弁が当接して雌継手内の
流体流路が固定弁と筒状弁との間から雄本体とポペット
弁外周との間に設けた雄継手内の流体流路と連通し、し
かも筒状弁とポペット弁の後方が外気に導通するように
し、また本発明の管継手は、上記雄本体内とポペット弁
外周との間に設けた雄継手内の流体流路が、ポペット弁
外周の外径部の一部と雄本体内の内径部の一部とを近づ
けて形成し、雌継手と雄継手との分離時には雄継手内の
流体流路が狭くなり、一方、雌継手と雄継手との結合時
には雄継手内の流体流路が広くなるように形成するよう
にした。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
形態について説明するが、図１はその一実施形態の管継
手の分離状態の側断面図、図２は上記の結合及び分離過
程の状態の側断面図、そして図３は上記の結合状態の側
断面図であり、以下に上記の管継手の概略の構成につき
説明する。

【００１７】まず、この管継手はそれぞれの流体流路３
１及び３２を内設した雌継手１２及び雄継手３０とから
なり、その雌継手１２は二つの部材からなる雌本体１３
内に固定弁２１をナット１１により固定し、この固定弁
２１と雌本体１３との間には、図で左右に雌側ばね３３
を介して摺動可能に設けた筒状弁１９を有している。ま
た、雄継手３０にも二の部材からなる雄本体２７内に空
間２内に設けた雄側ばね２８を介して摺動可能にポペッ
ト弁２５を設けている。

【００１８】そこで、図１のごとく雌継手１２と雄継手
３０との分離状態では、雌継手１２に内設した流体流路
３１は、筒状弁１９の右側の先端部４と固定弁２１に設
けられたシールリング２０とが接当することで閉鎖され
ており、また雄継手３０に内設した流体流路３２は、雄
本体２７の内部側面とポペット弁２５に設けられたシー
ルリング２３とが接当する。

【００１９】次に、図２に示すごとく雌継手１２と雄継
手３０とが結合及び分離途中の単なる当接状態では、上
記の筒状弁１９の外周と、雄本体２７の内周に設けられ
たシールリング２２及び固定弁２１の外周とポペット弁
２５の内周に設けられたシールリング２４がそれぞれシ
ーリング状態が完了した状態になっている。

【００２０】さらに、図３に示すごとく雌継手１２と雄
継手３０とを押圧した結合完了状態では、固定弁２１と
の先端部５とポペット弁２５とはそれぞれ対向した端面
で当接して、雌継手１２内の流体流路３１が、固定弁２
１と筒状弁１９との間から雄本体２７内とポペット弁２
５外周との間に設けた雄継手３０内の流体流路３２と連
通するようになっているが、その際、筒状弁１９の後方
は空間１を介して筒状弁１９の最大外径部と雌本体１３
の隙間経由、そしてポペット弁２５の後方は空間２を介
して連通孔８及び９経由それぞれ外気に導通するように
なっている。

【００２１】なお、図１に示す雌本体１３内の３で示す
連通孔は、流体流路３１の一部をなし、また雄本体２７
内の２６はポペット弁２５と雄本体２７とのシールリン
グを、そして２９は雄本体２７を形成する両部材間のシ
ールリングを示している。

【００２２】また、上記雌継手１２と雄継手３０との結
合状態においては、従来の管継手と同様に、図１にボー
ル１７、止め輪１８、操作ばね１５を内設した操作環１
４からなるボールロック式が採用されている。

【００２３】さらに、上記本発明の実施形態において
は、雄本体２７内とポペット弁２５外周との間に設けた
雄継手３０内の流体流路３２が、ポペット弁２５外周の
外径部７の一部と雄本体２７内の内径部６の一部とを近
づけて形成することにより、雌継手１２と雄継手３０と
の分離時には雄継手３０内の流体流路３２が狭くなった
り、一方、雌継手１２と雄継手３０との結合時にはその
流体流路３２が広くなり、流体の流れが大きな連通孔１
０に円滑に流れるようにしている。

【００２４】分離時には、ポペット弁２５の外周と雄本
体２７の内径の流体流路が狭くなっており、図２の状態
から、わずかに押し込まれ、弁が開き始めるときでも、
ポペット弁２５の外周と雄本体２７の内径の流体流路が
狭い状態になっているため、急激な流体の流れを抑制す
ることが出来る。これによって、シールリング２０と２
３の急激な流体の流れによる損傷を防止し、繰り返しの
加圧中着脱での寿命が向上する。

【００２５】次に、上記の実施形態の管継手の細部につ
いて説明すると、ポペット弁２５の先端と、雄本体２７
の間のシールリング２３の径とポペット弁２５と雄本体
２７の流体流路３２と外気に連通した空間２を遮断する
シールリング２６の径の大小によって、分離時の圧力に
よってポペット弁２５が受ける力が変化する。即ち、シ
ールリング２３とシールリング２６の径が同じ時、ポペ
ット弁２５に圧力による後退を阻止する方向の力を全く
発生させることがなく、シールリング２３の径よりシー
ルリング２６の径が小さい時、ポペット弁２５に圧力に
よる後退を阻止する方向の力がシール径の差に応じて発
生するが、この場合はシールリング２３を押し付ける荷
重が大きくなり、シーリングをより確実に行なうことが
できる。

【００２６】また、シールリング２３の径より、シール
リング２６の径が大きい時、ポペット弁２５に後退方向
の力がシール径の差に応じて発生するが、この場合は、
管継手を分離時に異常な圧力が発生した際に圧力を逃が
したい場合にリリーフ弁のような機能として使用でき
る。

【００２７】次に、シールリング２４とシールリング２
６の径の大小によって結合時及び結合、分離過程でポペ
ット弁２５が受ける力が変化する。すなわち、シールリ
ング２４とシールリング２６の径が同じとき、ポペット
弁２５は圧力により前進、後退方向の力を受けない。こ
の場合は、ポペット弁２５が結合及び分離過程において
常に固定弁２１の先端面と密着した状態を維持するた
め、挿入代を短くコンパクトに設計できる。

【００２８】また、シールリング２４よりシールリング
２６の径が大きいとき、ポペット弁２５は圧力により後
退方向の力が発生する。この場合は、ポペット弁２５が
結合及び分離過程において固定弁２１の先端面から離
れ、固定弁２１の先端部５の長さを十分に取らないとシ
ールリング２４が固定弁２１の先端円柱部から逸脱す
る。

【００２９】シールリング２４が固定弁２１の先端円柱
部から逸脱すると、加圧された流体が、大気と連通した
雄本体２７内部の空間に急激に流れ、シールリング２４
を溝から脱落または損傷させる。従って、固定弁２１の
先端円柱部の長さを、ポペット弁２５が最大限後退して
もシールリング２４から外れないだけの長さに設定する
必要がある。

【００３０】以上の点を加味し、シールリング２４、シ
ールリング２３、シールリング２６の径を使用圧力、管
継手のサイズ等の条件から適切に設定することによって
求める特性を得ることが出来る。

【００３１】次にシールリング２０の径とシールリング
１６の径の大小によって分離時に圧力により筒状弁１９
が受ける力が変化する。即ち、シールリング２０と、シ
ールリング１６の径が同じ時、筒状弁１９に圧力による
後退を阻止する方向の力を全く発生させない。

【００３２】シールリング２０の径より、シールリング
１６の径が大きいとき、筒状弁１９に圧力による後退を
阻止する方向の力がシール径の差に応じて発生するが、
この場合は、シールリング２０を押し付ける荷重が大き
くなり、シールをより確実に行なうことが出来る。

【００３３】また、シールリング２０の径より、シール
リング１６の径が小さいとき、筒状弁１９に後退方向の
力がシール径の差に応じて発生するが、この場合は、管
継手を分離時に異常な圧力が発生した際に圧力を逃がし
たい場合にリリーフ弁のような機能として使用できる。

【００３４】さらに、シールリング２２とシールリング
１６の径の大小によって結合時及び結合、分離過程で筒
状弁１９が受ける力が変化する。即ち、シールリング２
２とシールリング１６の径が同じとき、筒状弁１９は圧
力により前進、後退方向の力を受けない。この場合は、
筒状弁１９は結合及び分離過程において常に雄本体２７
の先端面と密着した状態を維持するため、挿入代を短く
コンパクトに設計できる。

【００３５】シールリング２２よりシールリング１６の
径が小さいとき、筒状弁１９は圧力により後退方向の力
が発生する。この場合は、筒状弁１９が結合及び分離過
程において雄本体２７の先端面から離れ、筒状弁１９の
先端円筒部長さを十分に取らないとシールリング２２が
筒状弁１９の先端円筒部から逸脱する。

【００３６】シールリング２２が筒状弁１９の先端円筒
部から逸脱すると、加圧された流体が、大気と連通した
雌本体内部の空間に急激に流れ、シールリング２２を溝
から脱落または損傷させる。従って、筒状弁１９の先端
円筒部の長さを、筒状弁１９が最大限後退してもシール
リング２２から外れないだけの長さに設定する必要があ
る。

【００３７】以上の点を加味し、シールリング１６、シ
ールリング２０、シールリング２２の径を使用圧力、管
継手のサイズ等の条件から適切に設定することによって
求める特性を得ることが出来る。

【００３８】次に、前記本発明の実施形態における管継
手における結合状態、結合過程から分離過程、そして分
離完了までの作用につき順次説明する。まず、結合状態
においては、流体流路３１、３２を両側からシールする
同一径のシールリング２２、２４により各々流体導通部
から隔てられた空間１及び空間２は大気圧であるから、
雄継手３０及び雌継手１２は、結合及び分離方向の圧力
による力を受けることがない。２つの小さい寸法差のシ
ールリング２２、２４を用いる場合は、シールリング２
２、２４の寸法差に応じて圧力による力が発生するが、
この場合は流体通過部の確保が容易になり、コンパクト
に設計できる。

【００３９】次に、結合過程では、ポペット弁２５と筒
状弁１９は、後退する際に流体の容積圧縮が無く、それ
ぞれ後退する側の空間に流体圧が殆ど作用しないからポ
ペット弁２５と筒状弁１９を後退させ、流路を形成する
のに必要な圧力による力は作用しないか、人力による通
常の操作力の範囲を超えない程度となる。また、流路が
開き始める前に、雄本体２７と筒状弁１９の間のシール
をシールリング２２により完了し、ポペット弁２５と固
定弁２１の間のシールをシールリング２４により完了す
るため、外部への油の流出が無く、流路を両側からシー
ルする同一径のシールリング２２、２４により各々流体
導通部から隔てられた空間１、２は流体の流入が無く大
気圧を維持するため、流路が開き初めても結合状態と同
じく圧力による分離力が作用しないか、人力による通常
の操作力の範囲を越えることはない。結合操作開始から
結合完了時までの全ての過程で、結合操作を阻害する方
向に作用する圧力による力が、人力による通常の操作力
の範囲を越えないため、加圧中に結合操作が円滑、かつ
安全に行なうことができる。

【００４０】さらに分離過程においては、ロック装置を
解除しても圧力による分離力が作用していないから急激
に分離することが無く、各流路が固定弁２１と筒状弁１
９及び雄本体２７とポペット弁２５にてそれぞれ遮断さ
れるまで雄本体２７と筒状弁１９の間のシール及びポペ
ット弁２５と固定弁２１の間のシールがシールリング２
２と２４で完全にされているため、すべての分離過程に
おいて分離力が作用しないか、急激な分離力とならず、
結合状態及び結合、分離の全ての過程で、圧力をバラン
スさせる状態を保つことができる。

【００４１】以上のごとく、結合操作開始から結合完了
時までの全ての過程で、結合操作を阻害する方向に作用
する圧力による力が、作用しないか、もしくは人力によ
る通常の操作力の範囲を越えず、また、分離操作開始か
ら分離操作完了までの全ての過程で、ロック装置を解除
しても急激な分離方向の圧力による力が作用しないか
ら、結合操作及び分離操作を円滑、かつ安全に行なうこ
とができる。

【００４２】

【発明の効果】以上に説明した本発明の管継手を油圧回
路等の特に高圧用途に採用すれば、結合状態で圧力に依
る力が管継手を結合あるいは分離させる方向へ作用しな
いから長寿命で、分離状態でポペット弁に結合を阻止す
る方向の圧力による力が作用せず、結合操作開始から結
合完了時までの全ての過程で、結合操作を阻害する方向
に作用する圧力による力が、人力による通常の操作力の
範囲を越えず、分離操作開始から分離操作完了までの全
ての過程で、急激な分離方向の力が作用しないから、加
圧中あるいは残圧下に於いて結合あるいは分離操作が安
全、かつ容易に油を流出させることなく、容易に着脱が
可能で、管継手を使用した装置を管継手の着脱のために
停止する必要が無いから生産性が向上する効果が有る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における管継手の分離状態
の側断面図である。

【図２】図１の結合及び分離過程の状態の側断面であ
る。

【図３】図２の結合状態の側断面図である。

【図４】従来の管継手の結合状態の側断面図である。

【図５】図４と異なる従来例である公知の考案の自動閉
止管接手の説明用側断面図である。

【符号の説明】

６ 内径部 ７ 外径部 １２ 雌継手 １３ 雌本体 １９ 筒状体 ２１ 固定弁 ２２ シールリング ２４ シールリング ２５ ポペット弁 ２７ 雄本体 ３０ 雄継手 ３１ 流体流路 ３２ 流体流路

【手続補正書】

【提出日】平成１２年３月１３日（２０００．３．１
３）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、雌本体内に固
定弁を固定し、固定弁と雌本体内との間に摺動可能に設
けた筒状弁を有する雌継手と、雄本体内に摺動可能にポ
ペット弁を設けた雄継手とが分離状態では、雌継手及び
雄継手それぞれに内設した各流体流路がそれぞれに閉鎖
され、また雌継手と雄継手とが結合及び分離途中の当接
状態では、上記筒状弁外周と雄本体内周及び固定弁外周
とポペット弁内周にそれぞれ介設した２つのシールリン
グがシーリング状態になり、さらに雌継手と雄継手の押
圧結合時には固定弁とポペット弁が当接して雌継手内の
流体流路が固定弁と筒状弁との間から雄本体とポペット
弁外周との間に設けた雄継手内の流体流路と連通した管
継手からなり、またかかる管継手において筒状弁とポペ
ット弁の後方が外気に導通するようにした管継手、さら
にはかかる管継手において、雄本体内とポペット弁外周
との間に設けた雄継手内の流体流路が、ポペット弁外周
の外径部の一部と雄本体内の内径部の一部とを近づけて
形成し、雌継手と雄継手との分離時には雄継手内の流体
流路が狭くなり、一方、雌継手と雄継手との結合時には
雄継手内の流体流路が広くなるように形成した点にも特
徴を有する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 雌本体内に固定弁を固設し、固定弁と雌
   本体との間に摺動可能に設けた筒状弁を有する雌継手
   と、雄本体内に摺動可能にポペット弁を設けた雄継手と
   が分離状態では、雌継手及び雄継手それぞれに内設した
   各流体流路がそれぞれに閉鎖され、また雌継手と雄継手
   とが結合及び分離途中の当接状態では、上記筒状弁外周
   と雄本体内周及び固定弁外周とポペット弁内周にそれぞ
   れ介設した２つのシールリングがシーリング状態にな
   り、さらに雌継手と雄継手の押圧結合時には固定弁とポ
   ペット弁が当接して雌継手内の流体流路が固定弁と筒状
   弁との間から雄本体とポペット弁外周との間に設けた雄
   継手内の流体流路と連通し、しかも筒状弁とポペット弁
   の後方が外気に導通するようにした管継手。
2. 【請求項２】 雄本体内とポペット弁外周との間に設け
   た雄継手内の流体流路が、ポペット弁外周の外径部の一
   部と雄本体内の内径部の一部とを近づけて形成し、雌継
   手と雄継手との分離時には雄継手内の流体流路が狭くな
   り、一方、雌継手と雄継手との結合時には雄継手内の流
   体流路が広くなるように形成した請求項１記載の管継
   手。